序 章
旅行者1號探測器,正以每秒15.6公里的速度遠離太陽,微小的身軀在無垠的太空映襯下,顯得那麼的微不足道。於1977年9月5日從卡拉維拉爾角發射升空後,旅行者1號探測器已經圓滿地完成了承載著人類探索精神的史無前例的壯舉。在本可以解甲歸田,默默地帶著人類的問候,自由地飛往寂靜的太空深處之際,它卻又迎來了一項重要的任務。它的回應決定著專案本身、參與這項任務的科學家乃至整個網際網路的命運。
這個專案是用來驗證量子加密通訊的可行性。一旦被證實可行,通訊領域將不再懼怕量子計算機將現行的RSA歸零的風險,而RSA演算法主宰著網際網路通訊的安全。
西爾斯教授拖著沉重的身軀回到家中。所謂的家,也就是在離實驗室5分鐘步行距離的地方租的一間臨時公寓。而他真正的家——西爾斯太太和他們的兩個女兒住的地方——離這裡也就1個小時的車程,但是西爾斯不敢奢侈到每天浪費2個小時在“毫無意義”的通勤上。實際上他已經快1個月沒有見到家人了。他很愛他的家人,這讓他更加地備受煎熬。
從他主導量子通訊加密專案開始,遇到的阻力就層出不窮,有來自業界的,也有來自學術界的,而每個反對的勢力後面的能量,都足以掀翻他這艘無依無靠的小船。量子應用領域是他的研究專業和興趣所在,而量子加密通訊是抵禦量子計算機霸權的唯一希望。雖然美國在量子計算機方面獨步全球,但是量子加密通訊理論和實踐兩方面,都明顯地落後於歐洲和亞洲的同行們。他覺得他應該責無旁貸地承擔起迎頭趕上的責任。但是顯然並不是每個人的想法都跟他一樣。
專案磕磕絆絆走到現在,總算爭取到一些支援。經過無休止的討價還價,NASA給出的最後通牒是這樣的:進行一次超遠距離的量子加密通訊實驗。如果結果是能夠收到返回的資訊並且解密後與發出的原文一致,那麼NASA就認可量子加密通訊的可行性,並將正式立項,開展進一步研究;否則就到此為止,不會再有資金支援和資源共享。
西爾斯教授能夠理解反對的意見,這些反對的意見本身也是這項技術在發展過程中需要去挑戰和克服的。量子加密通訊簡單的說就是利用相互糾纏的量子對,對資訊進行加密,因為糾纏的量子只要被任何方式進行觀察,其糾纏的關係就會被打破,量子就會發生坍縮。只要觀測被加密的資訊有沒有發生坍縮就能判斷資訊有沒有被破解,從而從原理上確保了通訊的安全性。看上去無懈可擊的理論,在應用方面有個阿克琉斯之踵使得其應用價值接近於零:一但有第三方持續的觀察,即使不是以破解為目的進行非常低成本的“觀察”——比如簡單的電子偵測——就能使量子發生坍縮,使得量子加密通訊完全不可用。這也是業界詬病最多的地方:完全沒有實用性的研究可以囿於學術界,而不能拖著業界的未來一起蹚渾水。
西爾斯教授的反駁卻也是擲地有聲:量子加密通訊是不得不去研究、並將最終產業化的技術。原子彈從理論到實戰也僅僅用了幾年的時間,現在量子加密通訊所面臨的困難與之相比,根本就不值一提。況且先行的歐洲和亞洲的實踐,對這個問題的緩解也有可取之處。
其實西爾斯教授如此地破釜沉舟,還在於他自己手中握有一件祕密武器。他多年在量子糾纏領域的研究取得一項相當有意義的成果。這套數學方程可以用來對糾纏的若干個量子對進行編碼,而經過了編碼的量子對有更高的機率去成功地抵禦“弱觀察”對量子糾纏狀態的衝擊。比如,不以破解為目的的偵測就可以被認為是“弱觀察”,而任何打算破解的運算就是“強觀察”。他對自己的這項成果有些自鳴得意,也有很強的信心。他還沒提交論文以供同行審議,原因就在於他準備把這次NASA的實驗當作這個方法的一記本壘打,一鳴驚人。
離實驗只剩下幾天了,西爾斯教授和衣躺在床上,本打算睡上3、4個小時,但是實驗的細節和對家人的思念及愧疚交替出現在模糊的意識中,讓他感到煩躁。於是他乾脆起來趕到實驗室,開始準備數天後的發射。發射的目的地——作為量子通訊中的弱觀察者——選定在離地球已經二百二十億公里之遙的旅行者一號,以光的速度單程都要跑上20個小時。美其名在為西爾斯教授的實驗提供一個絕對乾淨的空間環境,實際上實驗的環境不能再惡劣了:如此遙遠的距離,訊號衰減非常厲害,在地球上甚至需要動用全球部署的深空網路來接收旅行者1號發回來的資料。從這個設定上就能看出各方對這項實驗的“關懷備至”。
西爾斯教授苦笑地搖搖頭,知道雖然這個理論在邏輯上是無懈可擊的,實際上卻是謀事在人,成事在天,到現在這一步,也只能把自己能做的做到極致了。
幾天後,西爾斯教授的審判日。在趕往NASA位於加州的噴氣推進實驗室之前,最後的一件事情就是使用按照方程組編寫的程式將糾纏的量子對進行編碼。形式上非常的簡單,但是意義上卻非常的重大:不僅凝聚了自己一生的智慧結晶,如果成功甚至將標誌著人類找到了征服量子世界的法寶。幾秒鐘後,具有如此重大意義的操作就在安靜的實驗室中悄無聲息地完成了。西爾斯教授帶著承載著希望的量子容器來到了NASA的噴氣推進實驗室。
“教授,今天是你的大日子!祝你好運!”
“塞巴斯蒂安,謝謝你!讓我們開始吧!”
沒有NASA官員的主持、沒有業界代表的觀摩、甚至沒有學術界同仁的參與,就在這樣的環境下,兩人更加的沉默,彷彿多說一句話都會增加破壞量子糾纏的可能性。靜靜地塞巴斯蒂安把容器接入發射裝置,匯入糾纏的量子,編入有效載荷——實際上就是西爾斯教授寫下的一句話“追逐影子的人,自己就是影子”,然後回望了一眼西爾斯教授,後者默默地點了點頭,發射按鈕就這樣被按了下去。
塞巴斯蒂安顯然受了西爾斯教授情緒的影響,本來很放鬆的神經在發射前一直緊繃著,直到現在才長舒一口氣:“教授,現在我們也做不了什麼,已經在路上了。20小時後旅行者1號能夠收到訊號,收到後它會立刻轉發回來,再過20小時我們在地球的深空網路才有可能收到。主管交代了,我一直會在這裡值班,直到接收到訊號並解碼,或者直到第43小時末,如果什麼都沒接收到的話。你完全可以回家休息一下,最後一個小時再過來。我們都知道,我們生活的這個宇宙完全不可能出現提前接收到訊號的任何可能性。”
西爾斯教授絲毫沒有感受到塞巴斯蒂安試圖體現出的幽默,滿懷心事地點點頭,表示感謝,轉身走了出去。離開實驗室後,西爾斯教授自己也啞然失笑,感到這麼大年紀了還不如年輕的時候泰然——等待史丹佛大學錄取通知書的時候都是信心滿滿,現在反而感覺自己成了待宰的羔羊似的。放下心裡的包袱,對家人的思念就變得灼熱難耐,一心想馬上見到妻子和女兒們。
回到真正的家中才發現空無一人,打電話聯絡才知道妻女和朋友一起出去短途旅遊去了。很顯然,家人已經習慣了沒有他在家的生活。失落的情緒一下籠罩了全身,西爾斯教授只能在家把自己收拾乾淨,沐浴在家人的留香之中,睡上了整整十二個小時。醒來後的時間簡直就成了折磨,沒有家人的陪伴,在等待的焦慮中,以前彈上幾首古典吉他曲就能為他帶來心靈上的安慰,現在似乎也失去了魔力,唯一能打發時間的就是把自己的方程組一遍又一遍地在紙上不停地推導、證明、演算,感覺這樣才能給予自己信心,減少等待下去的折磨。
T-10小時。如熱鍋上的螞蟻飽受煎熬,在家消耗了若干小時以後,西爾斯教授還是決定到NASA噴氣推進實驗室去等待結果,就算和塞巴斯蒂安閒聊也比一個人在家等待宣判要好過得多。
塞巴斯蒂安的心情倒是不壞。任務很輕鬆,發射然後等待,沒有任何壓力,只是內心默默地為那位史丹佛的教授鼓勁,也有些暗暗地為他鳴不平。他也知道NASA有時候官僚氛圍濃厚得使人不禁記起了它就是個政府的部門,而不是長期以來被世人所銘記的科技先驅。他倒是希望實驗能夠獲得成功,他和西爾斯教授聊起過那個編碼的方法,內心覺得是個很妙的主意,也一心想看到理論被實踐所證明。
塞巴斯蒂安端上一杯咖啡,悠閒地坐在電腦螢幕前,玩起了遊戲,螢幕上的倒計時顯示著還有9小時23分鐘。5分鐘以後,他突然被一陣急促的報警聲打斷。咕噥了一聲,塞巴斯蒂安很不情願地放下了遊戲。
“搞什麼鬼,現在報警,怎麼回事?難道這麼簡單的監控程式也出問題了嗎?”
下一秒,塞巴斯蒂安卻是驚愕地差一點把下巴都嚇掉了:螢幕上赫然顯示著“正在接收旅行者1號頻段訊號,剩餘98%”。塞巴斯蒂安呆呆地望著數字緩慢地減少,腦子裡一片空白,不知道是該去思索這個現象的原因,還是去尋找引發錯誤的程式碼。就像他在西爾斯教授離開的時候試圖展示幽默的那句話,他們現在處於光錐之外,意味著之前發射的訊號絕無可能超過光速,在預計的接收時間9個多小時前到達地球——這是相對論以及人類無數的實驗保證了的。而另一方面,幾十年來對旅行者1號訊號接收的程式碼從未出現過錯誤。
他現在感覺已經喪失了思考的能力,機械地拿起電話,撥通了西爾斯教授的號碼。
“教授,有件事情,有件事情,太不可思議了,我想你應該知道……”
“塞巴斯蒂安,謝謝你給我的電話,我已經進入實驗室停車場了,馬上就停車進來。”
塞巴斯蒂安剛準備掛電話,螢幕上的內容又發生了變化,“接收完畢,解碼完成,資訊內容:追逐影子的人,自己就是影子。
“見鬼了!教授,真的見鬼了,收到旅行者1號的資訊,奧德賽,影子……”塞巴斯蒂安只剩下語無倫次。
沒有聽到他所預想的西爾斯教授驚訝的回應,出其不意的卻是巨大的撞擊聲,同時從電話中和窗外傳來。塞巴斯蒂安花了足足2秒鐘才意識到發生了意想不到的事情,他扔掉電話就衝出了實驗室。在室外的停車場,一根柱子深深地陷入到西爾斯教授的車頭裡面,被撞變形的引擎倉冒著濃煙。塞巴斯蒂安失魂落魄地跑到車邊,正準備救人,他剛把手伸向車門把手,準備開啟,卻如觸電般地彈了回來。臉上一副一天之內見了兩次鬼的表情:四門門窗緊閉、車鎖落下的車內空無一人,駕駛座的安全帶仍然插著,車檔仍然掛在前進檔,而駕駛座椅上躺著仍然處於通話狀態的手機……